Technologie: Simulation

Deutsche See- und Binnenhäfen sind von herausragender Bedeutung für den Produktions und Logistikstandort Deutschland. Die Hafenbranche durchlief in den vergangenen Jahrzehnten verschiedene strukturelle Veränderungen. Aktuell stellt die erwartete Autonomisierung und Digitalisierung der gesamten Lieferkette die Häfen vor neue Herausforderungen. In diesem Kontext beschreibt der vorliegende Beitrag einen Planungsansatz zur Automatisierung von Portalhubwagen (Straddle Carrier) in den spezifischen Umgebungsbedingungen norddeutscher Seehäfen. Um sowohl die Zuverlässigkeit als auch die Wirtschaftlichkeit eines solchen automatisierten Systems für norddeutsche Megacontainerterminals zu untersuchen, wurde ein prinzipiell aus zwei Schritten bestehender Planungsansatz gewählt: (1) Zunächst soll auf dem Containerterminal Wilhelmshaven (CTW) eine Pilotanlage zur Durchführung prototypischer Experimente unter möglichst realen Umgebungsbedingungen entstehen. Darauf aufbauend wird (2) durch ...

Die steigenden Herausforderungen beim Horizontaltransport auf Container Terminals und bei Transporten zwischen Umschlagspunkten im Hafen erfordern eine kontinuierliche Verbesserung der Prozesse und Strategien, um den Anforderungen der Kunden und der Gesellschaft gerecht zu werden. Eine risikoarme Methode, mögliche Verbesserungen zu überprüfen, ist die ereignisorientierte diskrete Simulation. In diesem Beitrag werden der Horizontaltransport auf Container Terminals und Umfuhren zwischen verschiedenen Akteuren im Hafen vorgestellt. Anschließend werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede gegenübergestellt und so ein möglicher Wissenstransfer zwischen den beiden Einsatzgebieten untersucht.

Die ereignisdiskrete Simulation von Produktions- und Logistiksystemen (im Folgenden auch Ablaufsimulation genannt) spielt für die Entwicklungen im Kontext der industriellen digitalen Transformation eine wichtige Rolle. Ihre Inte-gration in moderne Planungs- und Steuerungsprozesse wird dringend gefordert, um Industrie 4.0-Konzepte realisieren zu können. Sie erlaubt eine detaillierte Analyse sowie eine transparente Planung von Produktions- und Logistikprozessen im Hinblick auf Flexibilitäts- und Effizienzsteigerungen. Zudem bildet sie zukünftig bei der Planung und dem Betrieb von modernen Systemen einen wichtigen Bestandteil des sogenannten Digitalen Zwillings als System- und Verhaltensmodell der betrachteten Realität. Allerdings sind hierzu die Anforderungen an die Ablaufsimulation noch nicht umfassend definiert und technische Lösungen nicht hinreichend umgesetzt. Der folgende Beitrag skizziert die Rolle der Ablaufsimulation in Industrie 4.0 und formuliert notwendige ...

Die Kernaufgabe der Logistik lässt sich anhand der sogenannten „sieben R“ beschreiben. So muss das richtige Produkt im richtigen Zustand zur richtigen Zeit am richtigen Ort verfügbar sein. Darüber hinaus werden die richtige Menge, die richtigen Kosten sowie die richtigen Informationen als weitere Schlüsselfaktoren einer funktionierenden Logistik herausgestellt. In Zeiten der stetigen Digitalisierung fällt den Informationen eine immer größere Bedeutung zu. Werden die falschen Informationen bzw. die richtigen Informationen zum falschen Zeitpunkt bereitgestellt, kann dies erhebliche Folgen für den gesamten Prozess nach sich ziehen. Insbesondere der Mensch, der meist der Empfänger der Informationen ist, hat die anspruchsvolle Aufgabe, die Informationen, die ihm zur Verfügung gestellt werden, korrekt zu selektieren und zu interpretieren. Aufgrund dessen trägt die Mensch-Maschine-Schnittstelle einen entscheidenden Anteil am Gelingen der Kommunikation zwischen den menschlichen ...

Neuartige Produktionstechnologien haben ein inhärentes Einsatzrisiko, aber auch etablierte Produktionstechnologien lassen sich nicht immer problemlos auf neue Produkte bzw. Bauteile übertragen. Entsprechend müssen diese technischen Risiken bei der Planung von Produktionssystemen berücksichtigt werden. In diesem Beitrag wird ein Ansatz für die optimierte Allokation von Entwicklungsressourcen hinsichtlich der Einsatzrisiken von Produktionstechnologien und -prozessen vorgestellt. Zunächst wird das Produktionsszenario mittels GRAMOSA modelliert und simuliert. Nachfolgend werden die Simulationsergebnisse für die optimierte Zuordnung des Entwicklungsbudgets mittels mathematischer Optimierung genutzt.

Technologischer Fortschritt ermöglicht einerseits Chancen für die Einführung neuer Geschäftsmodelle, eröffnet jedoch andererseits auch neue Wege für Angreifer. Es ist daher wichtig, die Sicherheit der Fabrik bei der Umsetzung neuer Technologien von Beginn an zu beachten. Dies wird als Security-by-Design bezeichnet und integriert Sicherheitslösungen in die Fabrik, um Verlusten, z. B. durch Sabotage oder Industriespionage, vorzubeugen. Dabei handelt es sich um einen kontinuierlichen Prozess, der wiederum auf verschiedene Bausteine zurückgreift. In diesem Beitrag werden aktuelle Forschungsergebnisse aus dem nationalen Referenzprojekt zur IT-Sicherheit in der Industrie 4.0 (IUNO) für die Umsetzung sicherer Prozesse in Fabriken anhand konkreter Fallbeispiele erläutert: Zum einen Anomalieerkennung in Wertschöpfungsnetzen, zum anderen sichere Produktionsplanung mittels Simulation. Die hier beschriebenen Beispiele sind für die Umsetzung in KMUs und großen Unternehmen geeignet.

Aus der aktuellen Diskussion verfestigt sich mit der Smart Factory ein Konzept, welches die intelligent vernetzte Fertigung der Zukunft beschreibt. Diese wird sich auf den gesamten Lebenszyklus einer Fabrik, im Schwerpunkt aber auf die Fabrikplanung sowie den -betrieb, auswirken. Klassische wie auch aktuellere Fabrikplanungsansätze stoßen durch die neuartigen Anforderungen an ihre Grenzen. Besonders die Individualisierung von Produkten sowie die freie Vernetzung und Selbstorganisation der Cyber-Physischen Fabrikobjekte tragen dazu bei, dass die Gültigkeit bestehender Planungsprinzipien angezweifelt werden kann. Dieser Beitrag identifiziert die inhaltlichen Anforderungen, welche für die zukünftige Fabrikstrukturplanung von Bedeutung sind, und stellt anhand einer Betrachtung von Planung und Betrieb vor, weshalb der Bedarf nach einer ganzheitlichen virtuellen Absicherung der Fabrikstruktur besteht. Weiterhin wird ein methodischer Ansatzpunkt für die Lösung der Herausforderungen ...